Оптимізація виправлення кривих у плані за допомогою комп’ютерного моделювання для підвищення безпеки руху поїздів
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Автори передбачають розробити та впровадити інноваційні підходи до оптимізації виправлення кривих у плані залізничних колій за допомогою комп'ютерного моделювання. Цей процес має на меті: підвищення безпеки руху; поліпшення плавності ходу, що підвищує комфорт пасажирів; усунення обмежень швидкості на кривих ділянках, що дозволяє скоротити час у дорозі та підвищити пропускну спроможність залізниць; зменшення витрат на обслуговування колії та ремонт рухомого складу. Застосування спеціального програмного забезпечення для симуляції різних сценаріїв руху поїздів по скоригованих кривих дозволить оцінити вплив структури поїздопотоку на швидкість руху, динаміку рухомого складу та стан колії. Методика. Дослідження базується на теорії математичного моделювання та чисельних методах розрахунків. Для пошуку оптимального варіанту реконструкції залізничних ділянок лінію розглянуто як комплексну систему, яка складається з різних об’єктів інфраструктури. Ці об’єкти через незадовільний технічний стан можуть обмежувати швидкість руху на певних ділянках. Розв’язання цієї задачі є складним через взаємозалежність таких об’єктів: скорочення часу руху на окремій ділянці не є лінійним, а отримання точних результатів потребує проведення тягових розрахунків з урахуванням різних варіантів усунення обмежень швидкості. Результати. Запропоновано алгоритм розрахунків для оптимізації довгих ділянок залізничної колії. Алгоритм дозволяє враховувати бажаний напрямок зсувів у кривих, що значно полегшує процес оптимізації. Наведено приклад розрахунків за запропонованим алгоритмом, який демонструє ефективність підходу. Наукова новизна. Розв’язано науково-прикладну задачу оптимізації процесу корегування залізничних кривих у плані. Це сприяє підвищенню безпеки та швидкості руху поїздів завдяки впровадженню новітніх методів комп’ютерного моделювання. Практична значимість. Реалізація запропонованої технології оптимізації залізничного плану дозволить суттєво підвищити швидкість і безпеку руху поїздів, а також збільшити пропускну спроможність залізничних ліній. Це стане важливим кроком для інтеграції українських залізниць до європейської транспортної системи.
ENG: Purpose. The authors intend to develop and implement innovative approaches to optimizing curve correction in the plan of railway tracks using computer modeling. This process aims to: improve traffic safety; improve the smooth-ness of the ride, which increases passenger comfort; eliminate speed limits on curved sections, which reduces travel time and increases railroad capacity; reduce track maintenance and rolling stock repair costs. The use of special soft-ware to simulate various scenarios of train traffic along the adjusted curves will allow us to assess the impact of the train flow structure on the speed, rolling stock dynamics, and track condition. Methodology. The study is based on the theory of mathematical modeling and numerical calculation methods. To find the best option for the reconstruction of railway sections, the line is considered as a complex system consisting of various infrastructure facilities. Due to their unsatisfactory technical condition, these facilities may limit the speed of traffic on certain sections. The solution to this problem is complicated due to the interdependence of such objects: the reduction of travel time on a particular section is not linear, and obtaining accurate results requires traction calculations taking into account various options for eliminating speed limits. Findings. A calculation algorithm for optimizing long sections of the railway plan is proposed. The algorithm allows to take into account the desired direction of shifts in the curves, which greatly facilitates the optimization process. An example of calculations based on the proposed algorithm is given, which demonstrates the effectiveness of the approach. Originality. The scientific and applied problem of optimizing the process of adjusting railway curves in the plan has been solved. This helps to improve the safety and speed of trains through the introduction of the latest computer modeling methods. Practical value. The implementation of the proposed technology for optimizing the railway plan will significantly increase the speed and safety of train traffic, as well as increase the throughput capacity of railway lines. This will be an important step for the integration of Ukrainian railways into the European transportation system.
ENG: Purpose. The authors intend to develop and implement innovative approaches to optimizing curve correction in the plan of railway tracks using computer modeling. This process aims to: improve traffic safety; improve the smooth-ness of the ride, which increases passenger comfort; eliminate speed limits on curved sections, which reduces travel time and increases railroad capacity; reduce track maintenance and rolling stock repair costs. The use of special soft-ware to simulate various scenarios of train traffic along the adjusted curves will allow us to assess the impact of the train flow structure on the speed, rolling stock dynamics, and track condition. Methodology. The study is based on the theory of mathematical modeling and numerical calculation methods. To find the best option for the reconstruction of railway sections, the line is considered as a complex system consisting of various infrastructure facilities. Due to their unsatisfactory technical condition, these facilities may limit the speed of traffic on certain sections. The solution to this problem is complicated due to the interdependence of such objects: the reduction of travel time on a particular section is not linear, and obtaining accurate results requires traction calculations taking into account various options for eliminating speed limits. Findings. A calculation algorithm for optimizing long sections of the railway plan is proposed. The algorithm allows to take into account the desired direction of shifts in the curves, which greatly facilitates the optimization process. An example of calculations based on the proposed algorithm is given, which demonstrates the effectiveness of the approach. Originality. The scientific and applied problem of optimizing the process of adjusting railway curves in the plan has been solved. This helps to improve the safety and speed of trains through the introduction of the latest computer modeling methods. Practical value. The implementation of the proposed technology for optimizing the railway plan will significantly increase the speed and safety of train traffic, as well as increase the throughput capacity of railway lines. This will be an important step for the integration of Ukrainian railways into the European transportation system.
Description
Н. Хмелевська: ORCID 0000-0002-2360-8671;
М. Курган: ORCID 0000-0002-8182-7709;
Д. Курган: ORCID 0000-0002-9448-5269
Keywords
однорадіусна крива, складова крива;, комп’ютерне моделювання, оптимізація кривих, система автоматизованого проєктування, single-radius curve, compound curve, computer modeling, curve optimization, computer-aided design system, КТІ
Citation
Хмелевська Н. П., Курган М. Б., Курган Д. М. Оптимізація виправлення кривих у плані за допомогою комп’ютерного моделювання для підвищення безпеки руху поїздів. Наука та прогрес транспорту. Дніпро, 2024. Вип. 4(108). С. 46 – 54. DOI: 10.15802/stp2024/318057.